NL8300155A

NL8300155A - Registratie-element met een pyrylium- of thiopyrylium-squarylium kleurstoflaag en nieuwe pyrylium- of thiopyrylium-squarylium verbindingen.

Info

Publication number: NL8300155A
Application number: NL8300155A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1983-01-17
Filing date: 1983-01-17
Publication date: 1984-08-16
Also published as: US4508811A; CA1217197A; JPH0441673B2; JPS59172550A; DE3461232D1; EP0116381A1; EP0116381B1

Description

* i , ,t * PHN 10.551 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Registratie-elanent met een pyrylium- of thiopyryliunrsquarylium kleurstoflaag en nieuwe pyrylium- of thiopyrylium-squarylium verbindingen".

De uitvinding heeft betrekking op een registratie-elanent waarin langs optische weg informatie kan worden ingeschreven en uitgelezen, welk een steunpiaat bevat en een op de steunplaat aangebrachte registratielaag die een squarylium kleurstof bevat.

5

Een zodanig registratie-elanent is bekend uit J.Vac.Sci. Technol.Vol. 18, No. 1 (Jan-Febr. 1981). De betreffende squarylium kleurstof is een 4-diirethylamino“2-hydroxyfenyl-squarylium verbinding die beantwoordt aan de formule

OH 0 OH

10 CH. ί II * CH

2-o-<6-oc 3 ! o- 15 Het bekende element heeft het bezwaar dat de erin toegepaste squarylium kleurstof uitsluitend oplosbaar is in reactieve en agressieve oplosmiddelen zoals primaire en secundaire amines. Hierdoor wordt de fabrikage van het element sterk bemoeilijkt. De oplossingen van de kleurstof in de amines zijn niet stabiel. De kleurstof degradeert in 20 ernstige mate. Volgens het IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 22,

Mo. 10, March 1980, kan de oplosbaarheid van voormelde kleurstoffen worden verbeterd door een CH^-groep van de dimethylamino-groep te vervangen door een lange alkylgroep. De aldus gemodificeerde squarylium kleurstoffen lossen op in hete ethanol, in hete aceton, koude chloroform en koude methyleenchloride. Het opspinnen van hete oplossingen op de steunplaat teneinde een kleurstoflaag aan te brengen, is problematisch.

De oplosmiddelen chloroform en methyleenchloride tasten de steunplaat aan wanneer deze vervaardigd is uit bijvoorbeeld een acrylaat kunststof.

De bovenstaande squarylium kleurstoffen vertonen een lage 3fl lichtabsorptie bij een golflengte van 800 nm en hoger zodat bij inschrijving van informatie niet de op zich interessante en goedkope AlGaAs laser kan worden toegepast. De lage absorptie betekent ook dat de uit-lezing van informatie problematisch is en dat in de registratielaag van 83 0 0 1 5 3 FHN 10.551 2 0 * η de squarylium kleurstof geen optische structuur in de vorm van bijvoorbeeld registratiesporen of volgsporen kan worden aangebracht, welke zowel voor registratie van informatie als voor uitlezing van geregistreerde gegevens van groot belang wordt geacht.

5 De uitvinding beoogt een registratie-element te verschaffen dat de voormelde problemen niet vertoont of slechts in sterk gereduceerde mate.

Deze doelstelling wordt bereikt met een registratie-element van het hierboven beschreven type dat volgens de uitvinding hierdoor is 10 gekenmerkt dat de kleurstof een pyrylium- of thiopyrylium-squarylium verbinding is die beantwoordt aan de formule R 0- r

R 'O 1 R

waarin X een zuurstof- of een zwavelatoom is, R een alkylgroep met tenminste 3 koolstof atomen is, en 20 R-j een waterstofatoom of een methylgroep voorstelt.

De alkylgroep is bij voorkeur een vertakte alkylgroep met tenminste 4 koolstofatomen zoals een neopentylgroep. Een zeer geschikte alkylgroep is een tertiaire butylgroep. Het symbool betekent bij voorkeur een waterstofatoom.

2g De volgens de uitvinding toegepaste verbindingen zullen gemaks halve in het vervolg alkylpyrylium-sguarylium kleurstoffen of verbindingen worden genoemd.

De alkylpyrylium-squarylium kleurstoffen zijn nieuwe verbindingen. De stoffen zijn goed oplosbaar in de gebruikelijke, niet reactieve orga-30 nische oplosmiddelen zoals alkoholen, ketonen, esters, koolwaterstoffen zoals tolueen en acetonitril.

In onderstaande Tabel I zijn twee alkylpyrylium-squarylium kleurstoffen vermeld die bij voorkeur worden toegepast in het element volgens de uitvinding. De oplosbaarheid bij 25°C van deze stoffen in 35 verscheidene organische oplosmiddelen is aangegeven in de tabel. De oplosbaarheid is uitgedrukt in gram kleurstof per liter oplosmiddel.

83 0 0 1 5 5 PEN 10.551 3 • · ! ] ™ ! verbinding van de formule n-pro- aceto- ethyl- methyl tolueen | panol nitril acetaat ethyl ! keton f_______

(CP,),? 0- (CH3),C

6 25 50 51

ICQC 0 (O^C

{ai3h? (CH^C

0 VcH-/\=CH- 0\)+(IQ 50 2 5 16 21

Χι o W

(CH.)3C ¢=))3 C

15

De alkylpyrylium-squarylium verbindingen worden bij de vervaardiging van het element toegepast in de vorm van oplossingen in een organisch oplosmiddel. De oplossing wordt aangebracht op het oppervlak van de steunplaat. Door verdamping van het oplosmiddel wordt een vaste 20 laag van de kleurstof verkregen. Ook kunnen mengsels van alkylpyrylium-squarylium verbindingen met andere organische materialen zoals andere kleurstoffen of polymere verbindingen worden toegepast. Deze additionele stoffen moeten oplossen in de toegepaste oplosmiddelen.

In een gusntige uitvoeringsvorm van het element volgens 25 de uitvinding wordt een registratielaag toegepast die behalve een alkylpyrylium-squarylium verbinding tevens een pentane thine kleurstof bevat.

Hiermede kan een verhoging van de absorptie van de registratielaag worden bereikt hetgeen bij uitlezing of volging van een in de 30 registratielaag aangebrachte struktuur zoals een registratiespoor, voordelen biedt. De toepassing van een zodanige struktuur zal naderhand nog worden toegelicht.

Ben geschikte pentane thine verbinding beantwoordt aan de formule: - / Vc= W- C8 - C - = Nf™3 C104' “3 W X A W ®3 4 :t ij 8 3 0 0 1 5 5 . * PHN 10.551 4

De registratielaag kan behalve de alkylpyryliunr-sguaryliuia kleurstof ook een polymere verbinding zoals polyvinylbutyraal, polystyreen of polyrethylmethacrylaat bevatten waarbij de koncentratie van de kleurstof tenminste 70 gew.% bedraagt. De polymere verbinding 5 heeft een stabiliserende invloed en voorkomt kristallisatie van de kleurstof.

De steunplaat kan op een gebruikelijke wijze voorzien worden van een oplossing van een alkylpyrylium-squarylium verbinding en vel door de oplossing te versproeien of te vernevelen op het oppervlak 10 van de steunplaat. Ook kan de steunplaat gedompeld worden in de oplossing waarbij, indien geen bijzondere maatregelen worden getroffen, een tweezijdige bedekking met kleurstof plaatsvindt.

De bovenstaande wijze van aanbrengen die gebaseerd is op het gebruik van oplossingen, dus van vloeistoffen, heeft grote voordelen 15 ten opzichte van bijvoorbeeld een opdampproces of sputterproces. Oplossingen kunnen door bijvoorbeeld filtratie geheel vrij worden gemaakt van verontreinigingen zoals stofdeeltjes. De verkregen kleurstof laag heeft een hoge zuiverheid. Bovendien kan in een vloeistof-opbrengproces bij normale temperatuur en druk worden gewerkt. Het 20 proces kan voorts in een kontinue procesgang worden uitgevoerd. Een opdampproces of sputterproces heeft deze voordelen niet. Vooral het stofprobleem speelt een belangrijke rol bij een opdampproces of sputterproces.

Een bij voorkeur toegepast vloeistofophrengproces is het 25 zogenaamde opspinproces waarmede zeer geringe laagdiktes van de kleurstof laag op een reproduceerbare wijze worden verkregen. Volgens het opspinproces, ook wel spincoating genoemd, wordt de steunplaat die de vorm van een ronde schijf heeft,aangebracht op een draaitafel.

De kleurstof oplossing wordt op de schijf gedeponeerd en vervolgens 30 wordt de schijf geroteerd met een snelheid variërend van 200-2000 omwentelingen per minuut. De oplossing verspreidt zich over het oppervlak van de schijf en zal gedeeltelijk aflopen over de rand van de schijf. Na enige tijd is het oplosmiddel verdampt en een vaste laag van de alkylpyryliumrsquarylium kleurstof verkregen. De dikte van de 35 laag wordt bepaald door verschillende faktoren zoals de rotatiesnelheid, de aard van het oplosmiddel en de koncentratie van de alkylpyrylium-squarylium kleurstof in het oplosmiddel.

Door een gerichte keuze van voomoemde faktoren kan eén 83 0 0 1 3 5 ESN 10.551 5 4 * gewenste laagdikte worden ingesteld. Doordat de in het element volgens de uitvinding toegepaste alkylpyryl ium-squarylium verbindingen in gevarieerde konoentraties opgelost kunnen worden in verscheidene cplosmiddelen of mengsels van oplosmiddelen, is een ruime keuzemoge-5 lijkheid voorhanden. Bij voorkeur worden oplossingen toegepast die maximaal 10 gew.S kleurstof bevatten.

Ben geschikte laagdikte van de kleurstoflaag in het element is 20-200 nm en in het bijzonder 40-100 nm.

Bij registratie van informatie wordt het element dat in 10 de regel schijf vormig is en in het volgende ook wel informatieschijf wordt genoemd, geroteerd met een snelheid van ongeveer 150-1800 omwentelingen per minuut. De registratielaag van de alkylpyrylium-squarylium kleurstof wordt belicht met energierijk licht, in het bijzonder laserlicht dat konform de te registreren informatie is 15 gepulseerd en dat op de registratielaag is gefokusseerd. Op de belichte plaatsen wordt een gat of holte met verdikt randdeel gevormd.

De alkylpyrylium-squarylium verbindingen zijn uiterst gevoelig voor laserlicht vooral laserlicht met een golflengte van 750-850 nm. Zo heeft de in Tabel I weergegeven verbinding I een absorptieroaximum bij 20 820 nm en de verbinding II een absorptierrexiirum dat bij een iets lagere golflengte van ongeveer 750 nm ligt. Danzij de grote gevoeligheid kan met een geringe hoeveelheid laserlichtenergie van bijvoorbeeld 0,05 - 1 nJ een holte in het registratiemateriaal worden gevormd. De pulstijd bedraagt onstreeks 10-100 ns, wat resulteert in een hoge 25 registratiesnelheid. De volgens de uitvinding toegepaste nieuwe alkylpyrylium-squarylium kleurstoffen hebben het belangwekkende voordeel dat de afmetingen van de holtes nauwkeurig zijn gedefinieerd.

De holtes kunnen cirkelvormig zijn maar ook, als gevolg van de rotatie van de informatieschijf een trogvorm vertonen. De diametrale of lengte-30 afmetingen (bij trogvorm) van de holtes zijn gering en liggen op micron schaal, bijvoorbeeld van 0,3^um tot 10^um. Een hoge informatiedichtheid kan worden gerealiseerd. Vanwege de goede holtedefinitie kunnen door een geschikte belichtingstechniek holtes van verschillende nauwkeurig stelbare lengteafmetingen worden verkregen. Hierdoor kan de informatie niet 35 slechts digitaal worden geregistreerd waarbij het gaat om "holte -geen holte", doch is tevens een analoge registratie mogelijk waarbij de lengteaf metingen van de holtes en de tussen de holtes gelegen delen van de kleurstoflaag een rol spelen. Het is ook nog mogelijk cm een 83 0 0 15 5 ¥ t PHN 10.551 6 verschillende diepte van de holtes in te stellen, wat nog een extra registratiemogelijkheid biedt. In. het registratie-element volgens de uitvinding kan ingewikkelde video (beeld) informatie worden geregistreerd waarbij de afmetingen van het element gering 5 zijn zoals een schijfvormig element met een diameter van bijvoorbeeld 30 cm. De registratie van informatie wondt bij voorkeur uitgevoerd net laserlicht dat een emissiegolflengte van ongeveer 800-840 nm heeft, afkomstig van de goedkope AlGaAs laser.

Bij uitlezing van de ingeschreven informatiebits wordt de 10 registratielaag van de alkylpyrylium-squarylium verbinding afgetast met zwak laserlicht dat op de registratielaag is gefokusseerd. Het aftast-laserlicht is bij wijze van voorbeeld een faktor 10 zwakker dan het registratielicht.

De alkylpyrylium-sguarylium verbindingen toegepast volgens 15 de uitvinding vertonen een behoorlijke reflektie van bijvoorbeeld 20-30%. De hoeveelheid gereflekteerd licht is in eerste instantie afhankelijk van de golflengte van het af tast-laser licht. Ben laag van de alkylpyrylium-sguarylium verbindingen biedt het voor praktischs toepassing aantrekkelijke voordeel dat de hoogste reflektie bereikt wordt in het 20 golflengtegebied waar de laag ook een maximale absorptie heeft en dus een minimale transmissie. Hierdoor kan de registratielaag in reflektie en bij voorkeur via de steunplaat worden uitgelezen. Uitlezing via de steunplaat, die transparent moet zijn voor het aftast-laserlicht, heeft het voordeel dat verontreinigingen zoals stofdeeltjes of krassen 25 op het oppervlak van de steunplaat buiten de scherptediepte van het objektief vallen dat het laserlicht fokusseert zodat deze verontreinigingen geen nadelige invloed hebben op de kwaliteit van uitlezing.

De relatief hoge reflektie maakt een goede fokussering van het laserlicht op de laag van alkylpyryliuirrsguarylium mcgelijk. Ook kan bij 30 eenzelfde golflengte zowel registratie als uitlezing van informatie plaatsvinden. Er kan dus met één laserlichtbron zoals een ALGaAs laser volstaan worden die in geval van uitlezing op een zwakker vermogen wordt afgesteld dan bij inschrijving van informatie. De hoge reflektie bij golflengten van omstreeks 800 nm maakt dat bij uitlezing een uit-35 stekende signaal-ruisverhouding verkregen wordt met een gemiddelde waarde van 50 dB en een maximale waarde van 65 dB. De maximale waarde wordt met name bereikt indien vlakke steunplaten zoals een vlak geslepen glasplaat of een vlakke plaat van een transparante kunststof 8 3 ö ö 15 5 ( 7 ' Λ seals polyrrethylnethacrylaat of polycarbonaat worden toegepast.

De reflektie van een laag van alkylpyi^lium-squarylium is voorts afhankelijk van de dikte van de laag. Bij een dikte van ongeveer 60-70 nm wordt een reflektiemaxiirum bereikt. Diktevariaties 5 rondon deze waarde van 60-70 nm hebben een relatief sterke reflektie-verandering ten gevolge. De dikte van de registratielaag wordt bij voorkeur gekozen rondom de bovenstaande waarde, dus bijvoorbeeld van 40-100 nm. Een in de informatielaag aanwezige inforrnatiebit in de vorm van een holte wordt getraceerd op basis van reflektie-10 verschillen met de omgeving dat wil zeggen net het rondom de holte gelegen deel van de registratielaag. Ter plaatse van de holte is de dikte van de registratielaag verminderd en is dus de reflektie minder. Dankzij het gunstige reflektiegedrag van de laag van alkylpyry 1 ium-squarylium kunnen ook diepe en minder diepe holtes op basis van 15 reflektieverschillen onderscheiden worden zodat registratie op twee niveaus mogelijk is.

Door de hoge lichtabsorptie van de registratielaag van alkylpyrylium-squarylium kan deze voorzien worden van een optische struktuur, in het bijzonder een spoorstruktuur, die op basis van 20 phaseverschillen van het gereflekteerde licht, optisch kan worden uitgelezen.

De gewenste optische struktuur kan verkregen worden door de steunplaat aan de zijde van de registratielaag te voorzien van een profiel. Ben geschikt profiel is een in de steunplaat aangebrachte 25 groef die een spiraalvormig verloop heeft of opgetouwd kan zijn uit koncentrische cirkels. Vanwege de vloeistofcpbrengmethcde zullen de groeven geheel gevuld worden met de alkylpyrylium-squarylium kleurstof zodat ter plaatse van de groeven de laagdikte van de kleurstof groter is dan ter plaatse van de tussen de groeven gelegen 30 zogenaamde dijken. Hierdoor treden weglengteverschillen cp van het gereflekteerde laserlicht en dus phaseverschillen. Het aftast laserlicht kan via de steunplaat op basis van deze phaseverschillen de groef struktuur volgen. De inschrijving van informatie kan als gevolg hiervan zeer gericht geschieden. De holtes kunnen ter plaatse van de 35 groef of bij voorkeur op de dijken worden aangebaracht. De ingeschreven informatie vertoont dus een regelmatig patroon met een spiraalvormig informatiespoor of een uit koncentrische cirkels bestaand informatie-spoor.

q : f) i) 1 " K

• i.

PHN 10.551 8

Een steunplaat met grcefstruktuur kan verkregen worden door met behulp van matrijzen waarvan het oppervlak voorzien is van het negatief van de grcefstruktuur, kunststof steunplaten te vervaardigen volgens op zich bekende processen zoals persproces, 5 spuitgietproces en spuitpersproces. Bij een glazen steunplaat kan een extra toplaag van kunststof worden aangebracht waarin de grcefstruktuur aanwezig is. Een zodanige gelaagde steunplaat kan worden vervaardigd door op een matrijsoppervlak dat voorzien is van het negatief van de groefstruktuur een laag van een vloeibare met licht 10 hardbare lak aan te brengen, hierop de glazen steunplaat te leggen, de lak via de steunplaat te. harden en het samenstel van glazen plaat met de ermede verbonden geharde laklaag waarin de groefstruktuur van de matrijs is gekopieerd, van het matrijsoppervlak te verwijderen. Een geschikte lak is een mengsel van met licht hardbare acrylaten.

15 De voomoeirde alkylpyrylium-squarylium verbindingen van de formule A zijn nieuwe stoffen. De uitvinding heeft tevens betrekking op deze nieuwe verbindingen.

De stoffen volgens de formule A kunnen vervaardigd worden door nethodes die gebruikt worden voor de vervaardiging van soortge-20 lijke verbindingen of daaraan analoog zijn.

Zo kunnen de verbindingen van de formule A worden vervaardigd door een verbinding van de formule ' ^f1

CIO

+

25 K^X^R

waarin R, en X de eerder genoemde betekenis hebben,

te laten reageren met kwadraatzuur dat beantwoordt aan de formule 0 =_- OH

_ (C)

30 0 = -OH

De reaktie wordt in aanwezigheid van een oplosmiddel zoals butanol uitgevoerd. Bij voorkeur wordt tevens tolueen als oplosmiddel toegevoegd zodat het bij de reaktie ontstane water azeotropisch kan 35 worden verwijderd. Eveneens wordt aan het reaktiemengsel een base, in het bijzonder een organische base zoals chinoline toegevoegd. De reaktie vindt plaats bij verhoogde temperatuur zoals bij het kookpunt van de toegepaste oplosmiddelen.

8300155 t « PHN 10.551 9

De uitvinding wordt toegelicht roet de volgende uitvoerings-voorbeelden en met behulp van de tekening waarbij de figuur een dwarsdoorsnede weergeeft van het registratie-element volgens de uitvinding.

Uitvoeringsvoorbeeld 1: bereiding van 1,3-bits [](2,6-di,t-5 butyl-4H-thiopyran-4-ylideen) methylj - 2,4 dihydraxy-cyclobuteen- diylium - bis ^inwendig zout .

Ben mengsel van 1,45 g 2,6-di-t-butyl-4-raethylthicpyrylium perchlaraat, 0.256 g kwadraatzuur, 0,58 g vers gedestilleerd chinoline, 50 ml butanol-1 en 30 ml tolueen wordt gedurende 2 uur tot kookpunt verhit, 10 terwijl het ontstane water azeotr opisch af gedestilleerd wordt. Na afkoelen wordt het green-faruine reaktiemengsel gefiltreerd en ingedanpt aan een rotatieverdamper. Hst residu wordt opgenonen in tolueen, gefiltreerd, opnieuw ingedanpt en tenslotte crogekristalliseerd uit 25 ml acetonitril. Opbrengst 0,70 g (60%) goudglanzende kristallen 15 die bij 244°C ontleden.

Uitvoeringsvoorbeeld 2; bereiding van 1,3 bits [j2,6-di-t-butyl-4H-pyr an-4 -y 1 ideen) methyl^J - 2,4 niihydroxy-cyclobuteerdiylium-bis ^inwendig zoutj .

Een itengsel van 7,67 g 2,6-di-t~butyl-4-itethylpyrylium perchlaraat, 20 1,43 g kwadraatzuur, 2,23 g chinoline, 100 ml butanol-1 en 60 ml tolueen wordt gedurende 3 uur tot het kookpunt verhit terwijl het ontstane water azeotropisch af gedestilleerd wordt.

Na afkoelen veegt men aan de groene oplossing nog 60 ml tolueen toe en filtreert het chinolinium perchloraat af. Na indampen van het filtraat 25 en antristalliseren uit 35 ml nitranethaan verkrijgt iren 4,8 g (78%) goudbruine kristallen die smelten onder ontlading bij 242,5-243,5°C.

Uitvoeringsvoorbeeld 3: Een 0,8%-ige oplossing van de alkyl-squarylium kleurstof vervaardigd volgens uitvoeringsvoorbeeld 1, in roethyl-ethyl-keton wordt gefiltreerd en gedoseerd op een langzaam 30 roterend schijf vormig substraat 1 (figuur) dat een glazen steunplaat 2 bevat die aan één zijde voorzien is van een laag 3 van een met licht geharde lak die een mengsel van acrylaten bevat. De laklaag 3 is voorzien van een spiraalvormige groef 4 met een breedte van 0,7^um en een diepte van 60 nm. De tussen de groef gelegen brugdelen hebben een 35 breedte van 1^um.

De vocmceitde kleurstofcploss ing wordt op laklaag 3 aangebracht. De roatiesnelheid van substraat 1 wordt verhoogd tot een maximale waarde van 1600 omwentelingen per minuut. De kleurstof oplos- 8 3 0 0 15 5 PHN 10.551 10 sing wordt ten dele weggeslingerd, het oplosmiddel verdampt en er ontstaat een vaste amorfe kleur stof laag 6 net een dikte van 60 nm ter plaatse van de brugdelen 5.

De kleurstoflaag 6 wordt belicht met laserlicht dat via 5 substraat 1 qp de kleurstoflaag is gefokusseerd. De emissiegolflengte van bet laserlicht bedraagt 800 nm. Het vermogen van de toegepaste laser is 0,5 rtW. Bij belichting met deze zwakke laserlichtbundel treden geen veranderingen op in laag 6. Vfel kan met behulp van het laserlicht de struktuur van laag 6 warden getraceerd en kan in 10 bet bijzonder de groef 4 door het laserlicht worden gevolgd. Bij aftasting met laserlicht wordt substraat 1 geroteerd met bijvoorbeeld een snelheid van 5 m/s, terwijl de laserlichtbundel zich radieel over bet plaatoppervlak verplaatst. Hierbij kan, zoals gezegd, het laserlicht de groef volgen. Deze zogenaamde spoorvolging is mogelijk dankzij 15 het phaseverschil van het licht dat gereflekteerd wordt door kleurstoflaag 6 ter plaatse van de groef 4 en ter plaatse van de brugdelen 5.

Bij registratie van informatie wordt de kleurstoflaag 6 via substraat 1 belicht met laserlicht dat gepulseerd is konform de te registreren gegevens. De golflengte van het registratielaserlicht 20 is 800 nm. Het vermogen van de laser is aanmerkelijk hoger dan van de hierboven beschreven aftastlaser en bedraagt bijvoorbeeld 10 nW cp de kleurstoflaag. Ce pulsduur is gering en bedraagt van 10-100 ns. De snelheid van de plaat ter plaatse van de gefokusseerde laserlichtbundel is 5 m/s. Als gevolg van de belichting treedt een sterke plaatselijke 25 verhitting van kleurstoflaag 6 qp. De kleurstof wordt vloeibaar en verplaatst zich naar de randen van het gesmolten gebied. Hst resultaat is een in kleurstoflaag 6 gevormd kuiltje 7 met randdeel 8.

Ter plaatse van het kuiltje (informatiebit) 7 is de dikte van de kleurstoflaag 6 verminderd. Dientengevolge is ook de reflektie 30 verminderd. De informatiebit kan met zwak aftastlaserlicht worden getraceerd op basis van het reflektieverschil met het rondom de bit gelegen deel van kleurstoflaag 6.

De diameter en de diepte van het kuiltje worden bepaald door de hoeveelheid energie per puls. De drempelenergie, dat is de energie 35 die minimaal benodigd is om een optisch uitleesbare informatiebit te verkrijgen, is laag en bedraagt 0.05 nJ per puls. Er wordt een zeer ondiepe put verkregen. Bij toenemende pulsenergie wordt de informatiebit groter en dieper. Ook stijgt de CNR (carrier-noise ratio) dat is 83 0 0 1 5 5

-. V

PEN 10.551 11 4 de verhouding van de sterkte van het signaal en de sterkte van de van de drager (substraat) afkomstige ruis. Bij een energie van ongeveer 0,5 nJ per puls wordt een CNR waarde van 59 dB bereikt. De putdianeter inklusief rand is 1,5^um. De diepte bedraagt 60 nm.

5 De boven beschreven experimenten zijn eveneens uitgevoerd net een registratie-elerrent volgens de uitvinding dat grotendeels overeenkomt met het element volgens de figuur evenwel met dit verschil dat registratielaag 6 vervaardigd is uit de in uitvoeringsvoorbeeld 2 beschreven alkylpiyrylium-squarylium kelurstof.

10 De dikte van de kleurstoflaag tussen de groef ter plaatse van de brugdelen 5 bedraagt 110 nm. De kleurstoflaag wordt opgebracht volgens het hierboven beschreven qpsinproces waarbij een 0,75%-ige oplossing van de kleurstof in n-prcpanol wordt gebruikt. De registratie van informatie en de aftasting van zowel de groef 4 als van de inge-15 schreven informatiebits 7 worden uitgevoerd met behulp van laserlicht met een emissiegolflengte van 750 nm dat via het substraat 1 is gefdkusseerd op de kleurstoflaag 6. Op de belichte plaats van de kleurstoflaag is de verplaatsingssnelheid van het element 5 m/s, zowel bij registratie als bij aftasting van informatie. De registratie 20 van informatie wordt met gepulseerd laserlicht uitgevoerd.

De hoeveelheid laserlicht energie per puls wordt gevarieerd door de pulstijd te variëren van 10 tot 100 ns bij een laservermogen van 5 nW cp de kleurstoflaag. Uit de proefnemingen is vastgesteld dat de minimale energie benodigd voor het registreren van een bit dus 25 voor het vormen van een kuiltje 7 dat nog juist met aftastlaserlicht kan worden getraceerd, laag is en 0,1 nJ per puls bedraagt. Bij een pulsenergie van 0,31 nJ wordt een CNR waarde van 50 dB bereikt. Bij pulsenergieën gelijk aan of groter dan 0,3 nJ worden gaten gevormd dat wil zeggen kuiltjes die zich over de gehele dikte van 110 nm van de 30 kleurstoflaag 6 tot cp de laklaag 3 uitstrekken. De registratie van informatie vindt plaats in de buiten de groef 4 gelegen delen van de kleurstoflaag 6.

Soortgelijke proefnemingen zijn uitgevoerd met een registratie-element volgens de uitvinding dat wat opbouw betreft overeenkomt met 35 het element volgens de figuur. In plaats van een steunplaat 2 van glas wordt een steunplaat van polynethylmethacrylaat toegepast die aan één zijde voorzien is van een met licht geharde laklaag die een spiraalvormige groef bevat konform de in de figuur weergegeven 83 0 0 15 5

V

ΡΗΝ 10.551 12 Λ laklaag 3 net groef 4, Op de laklaag wordt een kleurstof laag 6 aangebracht die voor 50% bestaat uit de alkylpyrylium-squarylium verbinding vervaardigd volgens uitvoeringsvoorbeeld 2 en voor 50% uit een pentane thine verbinding die beantwoordt aan de formule 5 O u 10

De laag wordt aangebracht volgens het qpspinproces waarbij wordt uitgegaan van een 1,5%-ige oplossing van de genoemde kleurstoffen in acetonnitril. De verkregen kleurstoflaag 6 (figuur) heeft ter 15 plaatse van de groef 4 een dikte van 85 nm. Bet registratie laserlicht en het af tast laserlicht hebben een emissie golflengte van 800 nm en worden via het substraat gefokusseerd op de kleurstof laag. Bij registratie en aftasting van informatie heeft het registratie-elemant ter plaatse van de gefokusseerde laserlichtbundel een snelheid van 20 15 m/s. De registratie van informatie wordt uitgevoerd met gepulseerd laserlicht afkomstig van een laser met een vermogen van 12 rrW op de kleurstof laag. De pulsduur is 70 ns. De informatiebits worden aangebracht in de boven de groef gelegen delen van de kleurstof laag. Vanwege de hoge snelheid van het element verplaatst de lichtvlek van de 25 gefokusseerde laserlichtbundel zich over een afstand van 1^um over de kleurstof laag gedurende de pulstijd van 70 ns. De verkregen informatiebits hebben de vorm van een trogvormige holte. Door variatie van de snelheid kan de lengte van de trogvormige holte worden gewijzigd.

Made als gevolg van de zeer geringe warmtegeleiding in de kleurstoflaag 30 kunnen trogvormige holtes met onderling verschillende en nauwkeurige gedefinieerde lengte afmetingen worden verkregen, zodat een analoge registratie van informatie mogelijk is hetgeen voor de registratie van gekompliceerde beeldinformatie van wezenlijk belang geacht wordt.

8 3 0 0 1 5 5 35

Claims

1. Registratie-element waarin langs optische weg informatie kan worden ingeschreven en uitgelezen, welk een steunplaat bevat en een op de steunplaat aangebrachte registratielaag die een squarylium kleurstof bevat,met het kenmerk, dat de kleurstof een pyrylium- of 5 thiopyryliumrsquarylium verbinding is die beantwoordt aan de formule b-?

10. R1 Q R1 R waarin X een zuurstofatoom of een zwavelatocm is, R een alkylgroep is met tenminste 3 koolstof atomen, en R^ een waterstofatoom of een methylgroep voor stelt.

2. Registratie-element volgens conclusie 1 ,met het kenmerk, dat R een tertiaire butylgroep is.

3. Registratie-element volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de registratielaag tevens een pentamethine kleurstof bevat.

4. Verbinding van de formule n R

20 R 9“ / Ύίπ R R1 0 1 R 25 waarin X een zuurstofatoom of een zwavelatocm is, R een alkylgroep is met tenminste 3 koolstof atomen, en R.j een waterstofatoom of een methylgroep voorstelt.

5. Verbinding volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het in 30 de formule weergegeven symbool R een tertiaire butylgroep voor stelt. 83 0 0 1 5 5 35